自行式移動棧橋在公路隧道仰拱施工中的應用

羅宏濤

【摘 要】近年來，公路建設發展迅猛，深埋、長大山嶺隧道日漸增多。隧道穿越地層的復雜程度加劇、建設難度更大，傳統的以人工為主的施工方式已滿足不了現代化建設的需求，機械化施工成為隧道施工的發展方向，公路隧道仰拱做為襯砌結構的重要組成部位，傳統仰拱施工時，通常采用半幅開挖或搭設簡易鋼棧橋全幅開挖施工，施工周期長，安全隱患多，工程質量難以保證。因此如何提高仰拱施工質量，保證仰拱與二襯快速成環封閉，是確保隧道整體施工質量的關鍵技術難題之一。本文結合自行式移動棧橋在隧道仰拱施工中的應用情況，具體闡述了自行式移動棧橋隧道施工中的重要作用。

【關鍵詞】自行式移動棧橋 機械化 仰拱施工

十堰至天水國家高速公路甘肅段徽縣（大石碑）至天水公路土建工程項目多座隧道仰拱施工中，通過采用自行式移動式棧橋，全斷面一次開挖最大可達12m，減少開挖擾動次數，每循環仰拱施做時間可控制在48h以內，大幅提高了仰拱施工速度；根據仰拱的幾何尺寸，自主設計制作定型模板，仰拱端模板鋼筋定位孔，控制了不同層距鋼筋的定位，鋼筋綁扎“弧形點位高程控制法”控制技術，實現了綁扎成型骨架與仰拱同曲率；有效解決了仰拱施工進度慢、與二襯成環效果差等問題，保證了隧道工程的整體質量。

1 工程概況

十堰至天水國家高速公路甘肅段徽縣（大石碑）至天水公路土建工程項目小川隧道為上、下行分離的四車道高速公路長隧道，隧址位于隴南市成縣小川鎮王家溝，隧址區最高峰為昆侖山，隧道單洞長7802m。隧道進出口洞門均采用削竹式。隧道最大埋深183m，隧道右線進口端位于半徑1200m平曲線上，左線出口端位于半徑1000m平曲線上；設計時速80km/h。

2 施工工藝原理

自行式移動棧橋安裝時，應用8T吊車在洞外完成，在各類定型模板安裝時嚴格控制其精確定位和穩定性。棧橋移動由電氣控制系統、行走系統、液壓系統、前后引橋部分組成，采用電-液控制，配備頂升、平移油缸，安裝牽引鏈條，通過電機驅動裝置連接控制系統，帶動棧橋前、后、左、右自動移動，整個棧橋就位無需人工和機械鋪軌，操控簡單，前引橋搭設在未開挖下臺階圍巖上，操作系統及后引橋搭設在已拆模的回填混凝土上；實現了仰拱全斷面一次開挖最大可達12m，減少開挖擾動次數，每循環仰拱施做時間可控制在48h以內。

3 操作要點

3.1棧橋安裝校核

采用8T吊車配合4名工人在洞外完成棧橋的安裝、調試，經安全檢測后投入使用。引橋采用Q345鋼板制作，棧橋自重及上部荷載均勻傳遞到8個底座上，每塊底座再將載荷通過30個高彈性橡膠墊及15個墊板傳遞到混凝土表面上，每條軌道設有的66個高彈性橡膠墊及墊板將棧橋重量傳遞到混泥土上，以保證混泥土受力均勻。這樣即使澆注混泥土不夠平整也能保證受力均勻，受力面積增大至1.5m2，設計通過荷載50T，對長引橋部分按“安全系數法”進行受力驗算，校核以簡支梁為模型，通過彎矩疊加法進行計算。當混凝土達到脫模強度后便可移動棧橋并以此進行下循環仰拱施工，從而解決掌子面與仰拱施工之間的平行作業問題。

3.2棧橋就位

在長引橋上設置有小車軌道，小車通過承重輪在軌道上行走，小車上設置有驅動裝置，驅動裝置通過牽引鏈條帶動小車移動；棧橋前引橋搭設部位采用挖掘機整平夯實，整平有效寬度比棧橋左右各寬出1m，搭設長度不小于1.5m，架設棧橋（通過棧橋橫移和前移），將棧橋移動至需澆注混凝土的隧道前且處于正中位置，放下棧橋前后引橋；搭設后由挖掘機試通行，預壓穩固后方可通行。前引橋下方進行隧道底部清碴、扎鋼筋等襯砌作業。棧橋移動靈活、方便、安全，既保證了施工機械的正常通行，又為仰拱及回填施工提供了足夠的作業空間。

3.3仰拱底板開挖及清理

在仰拱開挖之前，每4m對開挖段進行測量放樣，以此控制開挖深度。軟巖采用破碎錘配合挖掘機進行開挖，硬巖采用松動爆破，少量欠挖部位采用破碎錘進行破除，對底板虛渣進行清理后復測基底高程，確保基底曲率滿足設計要求。

3.4仰拱鋼筋綁扎、模板及混凝土施工

（1）仰拱鋼筋安裝。仰拱基坑驗收后進行鋼筋作業。嚴格按照設計要求進行仰拱鋼筋預彎加工，獲得有效彎曲半徑，仰拱鋼筋安裝采用“弧形點位高程控制法”施工。即，在基坑的中心、1/4及拱腳處固定5排Φ22定位鋼筋，縱向排距1m，通過高程測量，在每根定位鋼筋上標記綁扎部位，采用定位卡控制，自下而上、先環向后縱向依次綁扎鋼筋，確保綁扎成型的鋼筋骨架與仰拱同曲率。

（2）仰拱定型模板安裝及混凝土澆筑。鋼筋作業完成后，進行模板安裝。首先安裝兩側弧形邊模，每4m測量放樣，確定平面位置及頂面高程符合要求，并支撐牢固；然后安裝仰拱端頭模板，縱向連接鋼筋從端模預留孔中穿出，縱向鋼筋搭接長度不小于30d（d為鋼筋直徑），模板與圍巖之間的縫隙用高標號砂漿填塞。仰拱混凝土集中拌和，用混凝土運輸車統一運輸至工作面，澆筑時采用插入式振搗器進行振搗，確保混凝土密實，混凝土澆筑至仰拱兩側頂部時安裝接茬鋼筋及止水帶。

（3）混凝土質量控制。混凝土所用原材料進場后，進行坍落度試驗，經試驗檢測合格后方可使用。嚴格按規范要求分層、連續澆筑，一次完成，確保振搗均勻、密實，不漏振也不過振，真正使混凝土施工做到“內實外美”。及時灑水養生，灑水頻率以混凝土表面經常處于濕潤狀態為準，連續養護7d以上。

4 結語

采用自行式移動仰拱棧橋不僅解決了仰拱施工與掌子面平行作業間臨時交通之間的干擾，減少了機械設備的使用，降低了機械設備消耗，節約油耗，降低了粉塵污染，改善了隧道內施工作業環境，減少了施工人員職業健康危害，保護了施工人員的身心健康，還大大縮短了每循環的作業時長，仰拱施工在實現了機械化、自動化的基礎上，月進度最高可達180m，仰拱未超出允許范圍，保證掌子面施工順利進行，為同類隧道仰拱施工積累了實踐經驗。